東芝研發(fā)出超高速充放電鋰電池

在不久前落幕的“2018年橫濱人車科技展”上，東芝材料展出一款負(fù)極材料使用紫色氧化鎢，可實(shí)現(xiàn)超快速充電的鋰離子電池。這種電池應(yīng)用范圍從汽車、微型/輕度混合動(dòng)力火車、電梯、不間斷電源UPS到大電流電源，應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯，覆蓋范圍廣泛。作為鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域的先驅(qū)者，新型電池材料極有可能正式進(jìn)入商用，這或許將使氧化鎢的需求市場(chǎng)進(jìn)一步擴(kuò)大。

據(jù)了解，東芝材料所開(kāi)發(fā)氧化鎢粉末作為新電池設(shè)備的電極材料，因?yàn)檠趸u有助于電子傳導(dǎo)性和鋰離子擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)超快速充放電。這種材料可以構(gòu)建高功率密度的電池器件，從而實(shí)現(xiàn)更小，更輕的器件。

更具體的細(xì)節(jié)是，東芝所研發(fā)的是一種稱為WO2.72的粉末材料，也是被我們業(yè)界所稱之為紫色氧化鎢的材料。紫色氧化鎢是氧化鎢的一種，其外觀為紫色細(xì)碎晶體狀粉末，是我國(guó)近些年開(kāi)發(fā)出來(lái)的氧化鎢產(chǎn)品，其相成分為 W18O49，由于其具有最大的中孔體積，最小的微孔體積，最窄的孔徑分布，最小的分?jǐn)?shù)維數(shù)、最大的平均孔徑和比表面積，是制取超細(xì)鎢粉或納米鎢粉、光催化材料、石油催化劑、微電子集成電路板的優(yōu)選材料。

紫色氧化鎢的制備工藝主要有APT濕氫直接還原法、鎢酸氫還原法、APT氨氣輕度還原法等。但東芝并沒(méi)有介紹他們的紫色氧化鎢制取工藝。據(jù)東芝材料的官網(wǎng)介紹，紫色氧化鎢具有非常高的化學(xué)活性，可此增強(qiáng)電子傳導(dǎo)性。由于該材料內(nèi)阻小，而且具備優(yōu)異的Li離子擴(kuò)散性，采用紫色氧化鎢作為電池負(fù)極可以實(shí)現(xiàn)大電流的充放電。特別是低溫環(huán)境下放電特性優(yōu)異，并且即使在-40℃下依然具備等于或高于雙層電容器(EDLC)放電特性的速率特性。而在此前，Li離子二次電池和Li離子電容器在低溫下的速率特性一直是未解決的課題。

該電池的特點(diǎn)是功率密度和能量密度都可以提高到雙層電容器的2到3倍。與旨在提高EDLC能量密度的鋰離子電容器相比，能量密度也得到了提升。在電容器領(lǐng)域，Li離子二次電池由于輸出功率不足而且開(kāi)發(fā)困難，所以不適合高輸出用途領(lǐng)域，而這一電池的開(kāi)發(fā)將使得高輸出功率用途領(lǐng)域使用電池成為可能。

作為鋰離子電池界的技術(shù)龍頭企業(yè)，東芝公司在展會(huì)上展出示其新研制的樣品電池后，希望能將該新成果作為電池材料供應(yīng)給其它電池制造商，商用潛力十分巨大。若得以推廣，鎢材料將不再只是鋰離子電池制造領(lǐng)域的旁觀者。